BIOINGENIERÍA DE ENZIMAS

¿Qué es una enzima?• Las enzimas son moléculas de naturaleza proteica, cuya función

es acelerar y hacer posible las reacciones químicas en el interior de la célula. Es decir, actúan como catalizadores, disminuyendo el tiempo necesario, para que un compuesto químico dado (sustrato), se trasforme en otro diferente (producto).

• Las enzimas están compuestas por muchos aminoácidos (generalmente entre 150 a 300 aminoácidos), pero sólo una fracción de ello constituye el sitio activo (dos o tres aminoácidos), que se pone en contacto con el sustrato.

• El hombre ha aprendido a extraer del interior de células (bacterias, hongos, levaduras, vegetales y órganos animales), enzimas específicas y que conservan fuera de la célula, las mismas propiedades y especificidad de acción.

• Ya se están utilizando en procesos industriales por lo menos 50 enzimas diferentes, en la industria química, como en la industria de alimentos o bebidas, en la industria farmacéutica, en la producción de kits de diagnósticos e incluso en la producción de detergentes.

Bioingeniería de enzimas• En la actualidad, es posible

remodelar estructuralmente a las enzimas, cambiando algún aminoácido especifico en alguna determinada posición en la molécula enzimática (a menudo en el sitio activo).

• Este método resulta más preciso que las antiguas técnicas de producir mutaciones en bacterias, exponiéndolas a radiaciones, a luz ultravioleta o a sustancias químicas.

MUTAGÉNESIS DIRIGIDA AL SITIO ESPECÍFICO• Consiste en reescribir las bases del DNA en la secuencia de un gen adecuado

para conseguir así cambiar, determinados aminoácidos en la proteína final.

• La técnica fue desarrollada por primera vez en 1978 por el científico Michael Smith.

• Mediante el método de mutagénesis dirigida al sitio específico se puede cambiar solo un aminoácido cada vez en una posición, lo que hace muy tedioso y largo el ensayar luego su actividad.

• Investigadores de Genetech (USA), han ensayado una nueva técnica, ellos sintetizan un conjunto completo de fragmentos de DNA, que contienen los codones de cada uno de los aminoácidos que desean ensayar en una determinada posición del sitio activo. La han llamado método de cassettes.

• Clonando y expresando cada uno de estos DNA al que se le incorpora la nueva información, se logran producir 19 proteínas diferentes, que difieren de la proteína nativa en sólo un aminoácido. Posteriormente, en cada una de ellas se prueba su actividad y se elige la más eficiente.

• Con el progreso de la computación puede construir la estructura tridimensional de la molécula proteica y predecir cómo cambios específicos de un aminoácido podrían modificar dicha molécula.

• Llegar a ello, en una proteína de tamaño mediano, toma aproximadamente cinco años. En la actualidad se ha logrado conocer la imagen tridimensional de aproximadamente 100 proteínas